一种集控式LED灯组调光系统技术方案

本发明专利技术提供一种集控式LED灯组调光系统，管理计算机通过主控板向LED灯组上的驱动板发出调光指令；在驱动板上，驱动MCU收到调光指令后发送给脉宽调制及检测模块，脉宽调制及检测模块将所述调光指令转换成PWM信号，并基于所述PWM信号对LED驱动模块上的电子开关的打开时间占空比进行控制以生成PWM驱动信号，发送给发光板。本发明专利技术所述系统替代专门的恒流源模块，实现对LED亮度的精确控制，方便的实现对单灯亮度的调节，能显著降低LED照明系统产品设计生产以及用户的使用成本，具有光能利用率高、节能减排等功能；不仅能应用于光学引导装置中，可以推广到其它大型LED照明系统智能化控制等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种集控式LED灯组调光系统
本专利技术涉及光电控制
，尤其涉及一种集控式LED (Light EmittingDiode,发光二极管)灯组调光系统。
技术介绍
在现有的光学引导装置中，常使用卤钨灯作为光源，虽然其发光强度大，但由于卤钨灯发出的光为白炽光，而光学引导装置需要使用单色光，这就需要增加滤光片进行滤光，然后再耦合进传光纤束中从发光面出光；在整个发光系统的设计中90%以上的能量都以热和其他波段的光的形式耗费；由于卤钨灯工作时功率大，能耗高，同时要保证其发光强度，因此使用寿命较短，维护成本很高；另外，采用卤钨灯作为光源时通常直径都大于100mm，需要设计较大的透镜系统把光耦合进传输光纤，并且卤钨灯发光平行性较差，不利于光束整形。因此，采用卤钨灯加上滤光片的方式，在光能效率和滤光片带宽设计两个方面很难均衡。目前，LED发光技术越来越广泛的使用，LED具有单色性好、光电转换效率高等优点，但是，在大功率LED芯片驱动中，由于LED发光效率与电压不是线性关系，在对光照度值要求较高的场所一般采用专门的恒流源进行驱动，造成了设计复杂且制造成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种集控式LED灯组调光系统，采用普通外部电源给LED供电的情况下，精确、灵活的调整LED的点亮效果。本专利技术采用的技术方案是，所述集控式LED灯组调光系统，包括:管理计算机、主控板和若干LED灯组，其中，LED灯组包括:驱动板及与其连接的发光板，驱动板包括:驱动MCU (Micro Controller Unit，微控制单元)、脉宽调制及检测模块、LED驱动模块，LED驱动模块包括:连接在外部电源与发光板之间的电子开关；管理计算机通过主控板向LED灯组上的驱动板发出调光指令；在驱动板上，驱动MCU收到调光指令后发送给脉宽调制及检测模块，脉宽调制及检测模块将所述调光指令转换成PWM (Pulse Width Modulation,脉宽调制)信号，并基于所述PWM信号对LED驱动模块上的电子开关的打开时间占空比进行控制以生成PWM驱动信号，发送给发光板。进一步的，管理计算机与主控板之间以及主控板与LED灯组之间通过RS485全双工串行接口通信；发光板上包含由LED串联形成的LED链路。进一步的，所述发光板针对收到的PWM驱动信号，向驱动板的脉宽调制及检测模块发送PWM回路信号，脉宽调制及检测模块基于PWM回路信号检测出所述发光板上LED链路的状态；主控板依次向各LED灯组下发状态查询指令，当某一 LED灯组的驱动板收到查询指令后，驱动板上的驱动MCU将所述查询指令发送给脉宽调制及检测模块，脉宽调制及检测模块收到所述查询指令后，将所述LED灯组各发光板上LED链路的状态反馈给主控板。进一步的，当各发光板上的LED链路的数量相同时，在自动调整工作模式下，主控板基于预先设定的一致性亮度需求，在LED灯组上某发光板的部分LED链路出现故障时，通过向LED灯组上的驱动板发出调光指令，将该LED灯组上其余发光板的相应LED链路关闭；在人工调整工作模式下，在LED灯组上某发光板的部分LED链路出现故障时，由用户在管理计算机上进行控制，通过主控板向驱动板发送调光指令，将该LED灯组上其余发光板的相应LED链路关闭。进一步的，所述调光指令的类型包括:用于控制各LED链路亮度的亮度调整指令、用于控制各LED链路开启或者关闭的链路控制指令、用于控制各LED链路闪烁频率的闪烁频率控制指令。进一步的，所述脉宽调制及检测模块包括:PWM产生模块、与门、和状态检测模块，其中，PWM产生模块基于所述亮度调整指令生成初始PWM信号；初始PWM信号、所述链路控制指令以及所述闪烁频率控制指令通过与门处理后输出PWM信号；状态检测模块，用于基于PWM回路信号检测出所述发光板上LED链路的状态。进一步的，所述LED驱动模块，还包括:用于驱动电子开关的电子开关驱动电路。进一步的，所述电子开关为功率场效应管，所述电子开关驱动电路为功率场效应管驱动电路。采用上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点:本专利技术所述集控式LED灯组调光系统，替代专门的恒流源模块，实现对LED亮度的精确控制，方便的实现对单灯亮度的调节，能显著降低LED照明系统产品设计生产以及用户的使用成本，具有光能利用率高、节能减排等功能；不仅能应用于光学引导装置中，可以推广到其它大型LED照明系统智能化控制等领域。【附图说明】图1为本专利技术实施例的集控式LED灯组调光系统组成示意图；图2为本专利技术实施例管理计算机的具体组成示意图；图3为本专利技术实施例的主控板的具体组成示意图；图4为本专利技术实施例的LED灯组上的驱动板的具体组成示意图；图5为本专利技术实施例的LED驱动模块的具体组成示意图；图6为本专利技术实施例的发光板的具体组成连接示意图；图7为本专利技术实施例的脉宽调制及检测模块的具体组成示意图。【具体实施方式】为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后。本专利技术实施例的一种集控式LED灯组调光系统，如图1所示，包括以下组成部分:管理计算机、主控板和η个LED灯组，其中，LED灯组包括:m个驱动板及与其对应连接的m个发光板，m、n≥1，m和η的数量可以根据需要灵活设置。图2为管理计算机的具体组成示意图，如图2所示，管理计算机包括:亮度调整模块、闪烁频率调整模块、链路控制模块、状态监控显示模块和通信接口模块，这些模块的具体功能如下:亮度调整模块用于根据用户的需要产生亮度调整指令，用于调整LED灯组的亮度，根据不同的灯组数量配置相应的亮度调整按钮及输入框，调整亮度时既可以按亮度增减按钮调光也可以直接在输入框中输入需要的亮度等级。闪烁频率调整模块用于产生闪烁频率控制指令，用于调整LED灯组的闪烁频率，根据不同的灯组数量配置相应的闪烁频率输入框，调整闪烁频率时可以直接在输入框中输入需要的闪烁频率值。链路控制模块用于产生链路控制指令，用于控制LED灯组发光板的链路的亮灭，通过选择按钮可直接控制链路打开或链路关闭。状态监控显示模块用于显示LED灯组通过主控板上报的LED链路状态、以及监视整个系统的工作状态，当系统中某一组成模块或功能单元出现故障时，在相应的诊断框中标红显示，正常时以绿框的形式显示。通信接口模块为RS485全双工串行接口，管理计算机通过通信接口模块实现与主控板的通信。图3为主控板的具体组成示意图，如图3所示，主控板包括:主控MCU、通信接口模块和串口扩展芯片，本实施例中，主控板需要通过串口扩展芯片与多个LED灯组的驱动板进行通信，若只与一个LED灯组通信，则不需要用到串口扩展芯片。图4为LED灯组上的驱动板的具体组成示意图，如图4所示,驱动板包括:驱动MCU、脉宽调制及检测模块、LED驱动模块以及与主控板进行通信的通信接口模块，LED驱动模块包括:连接在外部电源与发光板之间的电子开关、电子开关的驱动电路，LED驱动模块的具体组成如图5所示。外部电源经过限流电阻和电子开关为LED供电，由于单个LED正常工作时压降为2.5V左右，4只LED串联后总压降为10V，再加上限流电阻及电子开关的压降，故外部电源选择12V直流电源，通过调整限流电阻的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集控式发光二极管LED灯组调光系统，其特征在于，包括：管理计算机、主控板和若干LED灯组，其中，LED灯组包括：驱动板及与其连接的发光板，驱动板包括：驱动微控制单元MCU、脉宽调制及检测模块、LED驱动模块，LED驱动模块包括：连接在外部电源与发光板之间的电子开关；管理计算机通过主控板向LED灯组上的驱动板发出调光指令；在驱动板上，驱动MCU收到调光指令后发送给脉宽调制及检测模块，脉宽调制及检测模块将所述调光指令转换成脉宽调制PWM信号，并基于所述PWM信号对LED驱动模块上的电子开关的打开时间占空比进行控制以生成PWM驱动信号，发送给发光板。

【技术特征摘要】
1.一种集控式发光二极管LED灯组调光系统，其特征在于，包括:管理计算机、主控板和若干LED灯组，其中，LED灯组包括:驱动板及与其连接的发光板，驱动板包括:驱动微控制单元MCU、脉宽调制及检测模块、LED驱动模块，LED驱动模块包括:连接在外部电源与发光板之间的电子开关； 管理计算机通过主控板向LED灯组上的驱动板发出调光指令； 在驱动板上，驱动MCU收到调光指令后发送给脉宽调制及检测模块，脉宽调制及检测模块将所述调光指令转换成脉宽调制PWM信号，并基于所述PWM信号对LED驱动模块上的电子开关的打开时间占空比进行控制以生成PWM驱动信号，发送给发光板。2.根据权利要求1所述的集控式LED灯组调光系统，其特征在于，管理计算机与主控板之间以及主控板与LED灯组之间通过RS485全双工串行接口通信；发光板上包含由LED串联形成的LED链路。3.根据权利要求2所述的集控式LED灯组调光系统，其特征在于，所述发光板针对收到的PWM驱动信号，向驱动板的脉宽调制及检测模块发送PWM回路信号，脉宽调制及检测模块基于PWM回路信号检测出所述发光板上LED链路的状态； 主控板依次向各LED灯组下发状态查询指令，当某一 LED灯组的驱动板收到查询指令后，驱动板上的驱动MCU将所述查询指令发送给脉宽调制及检测模块，脉宽调制及检测模块收到所述查询指令后，将所述LED灯组各发光板上LED链路的状态反馈给主控板。4.根据权利要求2所述的集控式LED灯组调光系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军华，杨炳德，雷飚，韩树科，范海震，贾爱琴，王艺，史会丽，李强，张长江，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41